Cr/Cu/Al/Cr薄膜电极的防氧化性能

采用Al作为Cu导电层的主要防氧化保护层,在普通浮法玻璃上利用磁控溅射和湿法刻蚀技术制备Cr/Cu/Al/Cr复合薄膜及其电极,研究不同的热处理温度对复合薄膜及其电极的结构、表面形貌和导电性能的影响。由于有Al层作为保护层,在热处理过程中,Al先与穿过Cr保护层的氧进行反应,从而可以更有效地保护Cu膜层在较高的温度下不被氧化,所制备的薄膜在经过600℃的热处理之后仍然具有较好的导电性能。而对于Cr/Cu/Al/Cr电极,侧面裸露的金属层在热处理过程中的氧化是其导电性能逐渐下降的主要原因,退火温度超过500℃之后,电极侧面裸露部分的氧化范围不断往电极的中间扩散,导致了薄膜电极导电性能显著恶化。虽然如此,Cr/Cu/Al/Cr薄膜电极在430℃附近仍然具有较好的导电性能,电阻率为7.3×10-8Ω.m,符合FED薄膜电极的要求。以此薄膜电极构建FED显示屏,通过发光亮度均匀性的测试验证了Cr/Cu/Al/Cr电极的抗氧化性。

Cu-Sn、Ni-Cr、Co烧结助剂对Ni_(3)Al基金刚石复合材料性能的影响

采用真空热压法制备了Ni_(3)Al基金刚石复合材料,研究了不同烧结助剂对复合材料力学性能和微观结构的影响,并对Ni_(3)Al基金刚石钻头的钻孔性能进行了测试。结果表明,在添加0~30vol%的Cu-Sn、Ni-Cr、Co烧结助剂后,Ni_(3)Al基金刚石刀头的致密度、抗弯强度、硬度得到提高。Ni3Al基金刚石复合材料的抗弯强度随着Ni-Cr、Co烧结助剂含量的增加而提高。Cu-Sn、Ni-Cr烧结助剂中的Cr元素在金刚石的表面出现了富集现象。将添加Cu-Sn、Ni-Cr烧结助剂的Ni_(3)Al基金刚石复合材料制备成工具进行钻削测试,发现Ni_(3)Al基金刚石复合材料的失效形式可以分为微破碎、磨耗、宏观破碎3种形式,钻削试验中并没有发现整颗金刚石脱落的现象,表明Ni_(3)Al基对金刚石的把持力较大,强度较高。

Cr对Al-Cu-Mn合金显微组织及力学性能的影响

为了提高Al-Cu-Mn合金的力学性能,采用了扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能量色散X射线谱仪及电子万能试验机研究了不同Cr含量的Al-6.5Cu-0.5Mn-xCr合金铸态和热处理态的显微组织及室温拉伸力学性能。结果表明,Cr的添加可以细化α-Al枝晶组织。经T6热处理后,粗大的Al_(84.6)Cr_(15.4)和网状θ-Al_(2)Cu相基本消失;基体中析出很多细小、弥散的纳米θ′-Al2Cu相,Cr促进了θ′-Al_(2)Cu相的析出与细化。铸态和热处理态合金抗拉强度都随Cr添加量增加呈先升后降的趋势,当Cr质量分数为0.6%时,2种合金抗拉强度均最高,分别为191.98 MPa和373.5 MPa,分别比基体合金提高15.7%和20.09%。铸态合金力学性能的改善主要是因为Cr的引入对α-Al枝晶和晶粒的细化作用,而热处理态合金力学性能的提高主要是因为Cr能使时效过程纳米θ′-Al_(2)Cu相细化并增加其析出数量。

Cr元素对Al-Mg-Si-Cu铝合金组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、硬度测试、拉伸测试等方法研究Cr元素对Al-Mg-Si-Cu铝合金组织与性能的影响。结果表明:Cr元素可以细化合金的铸态组织,促进β-AlFeSi相向α-AlFeSi相转变,并与基体结合形成Al7Cr化合物等弥散相,显著抑制合金再结晶的产生及其晶粒长大。随着Cr含量的增加,合金的强度与塑性得到了显著的提高。当Cr含量超过0.20%(质量分数)时,合金的强度和塑性却出现了一定程度的降低。这主要是由于Cr元素与Fe,Si元素结合形成大量的AlFeCrSi相,减少了合金中Mg2Si相的析出,减弱了合金的时效强化效果。

Mn和Cr对Al-Mg-Si-Cu合金组织及性能的影响

通过金相观察、拉伸性能测试、X射线衍射、扫描电镜及能谱分析,研究了Mn、Cr对Al-Mg-Si-Cu铝合金微观组织及拉伸性能的影响。结果表明:添加Mn和Cr均能促进Al-Mg-Si-Cu合金铸锭形成粗大结晶相化合物,并且添加Mn的合金中形成的结晶相更多;均匀化过程中Mn和Cr均能促进结晶相由Al5FeSi型向Al8Fe2Si型转变,并且同时添加Mn和Cr的促进作用更加显著;添加Mn、Cr均能抑制变形晶粒在固溶处理时发生再结晶和晶粒长大,并且由单独添加Cr、单独添加Mn到同时添加Mn和Cr,抑制作用逐渐增强;添加Cr对合金强化作用有限,而添加Mn能显著提高合金强度。

Cr/Cu/Ag/Cu/Cr新型银基复合薄膜电极的防氧化性能研究

采用直流磁控溅射技术和光刻工艺制备了Cr/Cu/Ag/Cu/Cr复合薄膜及其电极,研究不同温度热处理对复合薄膜和电极结构、表面形貌和电性能的影响。Ag层与最外层的Cr层之间的Cu层不仅增强了Cr和Ag之间的粘附力,而且起到了牺牲层和氧气阻挡层的作用;Cr和Cu对Ag的双重保护使得薄膜电极在温度小于500℃时电阻率保持较为稳定,约为3.0×10-84.2×10-8Ω·m之间。然而由于电极表面氧化和边沿氧化的共同作用,薄膜电极的电阻率在热处理温度超过575℃出现了显著的上升。尽管如此,Cr/Cu/Ag/Cu/Cr薄膜电极仍然是一种能够承受高温热处理并且保持较低电阻率的新型电极,满足场发射平板显示器封接过程中的热处理要求。

焙烧温度对二甲醚水蒸气重整制氢Cu/ZnO/Al_2O_3/Cr_2O_3+H-ZSM-5双功能催化剂性能的影响

采用共沉淀耦合机械混合法制备了Cu/ZnO/Al2O3/Cr2O3+H-ZSM-5双功能催化剂,并用于二甲醚水蒸气重整制氢反应,结合热重、傅里叶红外光谱、XRD、BET、H2-TPR表征,考察了焙烧温度对Cu/ZnO/Al2O3/Cr2O3催化剂物理化学性质及双功能催化剂催化性能的影响。研究结果表明,400℃焙烧时,析出CuO粒子的同时伴有尖晶石相,进而在反应过程中对金属铜粒子起到良好的隔离作用。而焙烧温度较低时,催化剂分解不完全,催化剂活性位较少。焙烧温度大于500℃时,CuO粒子发生二次团聚,同时尖晶石相大量生成,造成催化剂活性位减少,活性较低。合适的焙烧温度为400℃,此时二甲醚转化率为92.9%,氢气收率可达到76.5%,具有较好的反应效果。

激光熔覆制备Al_(65)Cu_(20)Cr_(15)准晶态合金及其类似相的研究

研究了在45#钢基体表面激光熔覆准晶态Al65Cu20Cr15粉末制备准晶及其类似相涂层过程中,激光功率和扫描速度对激光熔覆涂层相结构的影响.实验结果表明:由于激光功率和扫描速度的变化,基体材料对熔覆涂层的稀释程度发生改变;随着激光熔覆稀释率的增加,熔覆层的相结构依次为β+i,β+d,β,β+Fe;激光熔覆粉末所制备的涂层结构致密,无孔隙和裂纹;涂层的表面显微硬度及摩擦系数等力学性能也因涂层相结构的不同而有所差异.

激光熔覆Al_(65)Cu_(20)Cr_(15)准晶态合金的相选择问题(英文)

研究了在45＃钢基体表面激光熔覆 Al65Cu20Cr15准晶态合金过程中,工艺参数激光功率（P）和扫描速度（υ）对激光熔覆涂层相结构的影响.结果表明,激光功率和扫描速度的变化使基体材料对熔覆涂层的稀释率发生改变. 随着激光熔覆稀释率的增加,熔覆层的相结构依次为λ+I,I+β,β,β+d,d+Fe. 激光熔覆涂层相结构的差异使涂层具有不同的显微硬度. 参数δ占（P/υ）决定激光熔覆过程的稀释度,从而直接影响激光熔覆准晶涂层的相结构. 涂层的表面显微硬度也因涂层相结构的不同而有所差异.

Cr掺杂对Cu/Si(100)薄膜体系的微观结构及电阻率的影响

利用简易合金靶在Si（100）衬底磁控溅射制备Cu、Cu-1．19％Cr和Cu-2，18％Cr薄膜，研究Cr对Cu薄膜在300-500℃真空退火前后的结构和电阻率的影响。X射线衍射分析表明：Cu及Cu（Cr）薄膜均呈现Cu（111）和Cu（200）衍射峰，并且Cu（Cr）薄膜一直保持较强的（111）织构。原子力显微分析表明：Cu薄膜在500℃退火时，薄膜与硅基底发生明显的互扩散，薄膜表面的致密度及平整度下降：而Cu（Cr）薄膜在退火时保持较高的致密度，Cr显著提高Cu／Si薄膜体系的热稳定性。Cu（Cr）薄膜的电阻率随温度升高先减小而后增加，在400℃及500℃退火30min后分别达到最小值2．76μΩ·cm和2．97μΩ·cm，与纯Cu膜相近（2．55μΩ·cm）。Cu（Cr）薄膜退火电阻率的大幅度减小与薄膜晶粒尺寸的增加以及Cr的扩散有关。适量的Cr掺杂和合理的退火工艺使得Cu（Cr）合金薄膜在高温互连材料方面具有很大的应用前景。

Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金厚板组织细化

提出一种细化Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金厚板组织的"强化固溶→过时效→中温多向锻造→中温轧制→快速加热再结晶处理"的中间变形热处理(ITMT)技术原型,采用金相分析、能谱分析和透射电镜分析等方法,研究ITMT工艺过程中的组织演变规律和晶粒细化的机理,并讨论利用不连续再结晶控制晶粒大小所具备的条件。结果表明:采用ITMT工艺能够保证Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金厚板的充分、均匀变形,在轧制变形量不超过80%的条件下,使厚度达6mm以上的Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金再结晶晶粒组织和第二相结构深度细化:短横向平均晶粒尺寸为8μm,纵向及长横向平均晶粒尺寸为12μm,第二相点状颗粒尺寸一般小于3μm。ITMT工艺细化晶粒的机理主要是利用变形储能和第二相的有利影响,通过不连续再结晶实现组织细化。

铬含量对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织和热暴露性能的影响

研究了Cr含量对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织和热暴露性能的影响。结果表明,随着Cr含量增加,合金室温强度呈先上升后下降的变化趋势,含0.2%Cr的合金表现出优异的室温力学性能。透射定量计算结果表明,向合金中添加0.2%Cr,促进了热暴露后合金中Ω相的析出,提高了Ω相的抗粗化性能。Cr添加量超过0.3%后,合金晶界处析出(Al,Cr,Mn,Ti)富集相,导致晶粒粗大。

添加Cr和Yb对Al-Zn-Mg-xCu-Zr超强铝合金组织与性能的影响

通过力学拉伸、晶间腐蚀、剥落腐蚀与应力腐蚀测试,结合金相、扫描电镜以及透射电镜等分析手段,对比研究不同Cu质量分数（0.8%~2.2%）的Al-Zn-Mg-Cu-Zr和Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr-Yb合金组织和性能的影响规律。研究结果表明：与Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金相比,复合添加Cr和Yb的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr-Yb合金,可显著抑制再结晶和晶粒长大,充分保持基体的形变亚结构,提高合金的力学性能和抗腐蚀能力。降低Cu质量分数,2种合金的残余结晶相数量减少,力学性能提高,但Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金抗腐蚀性能逐渐降低,Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr-Yb合金抗腐蚀性能先升高后降低。在铜质量分数（0.8%Cu）较低时,与Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金相比,复合添加Cr和Yb的合金,保持了超高强度性能,且抗腐蚀性能大幅度提高。

热处理工艺对Al_(65)Cu_(20)Cr_(15)准晶颗粒/Al基复合材料组织与性能的影响

采用热压方法制备了Al65Cu20Cr15准晶颗粒/Al基复合材料,对热处理前后复合材料的显微组织及硬度进行分析,结果表明:在500℃高温退火过程中,准晶颗粒中的Cu和Cr原子向纯铝基体中扩散,基体中的Al原子向颗粒中扩散,从而使二十面体准晶相颗粒转变为十次准晶及其类似相,硬度有所降低;基体中,退火过程高温过饱和的Cu以Al2Cu的形式析出,而淬火过程高温过饱和的Cu来不及充分析出,产生固溶强化效应,使淬火后基体的硬度显著增加。

Fe-Cr-Mo、Cu-Zn-Al、Fe-Mn合金减振性能的研究

针对目前不同阻尼合金之间可比性差的问题,采用同种测试方法研究了Fe-Cr-Mo、Cu-Zn-Al和Fe-Mn三种阻尼合金的阻尼性能和力学性能,有利于针对实际应用条件选取合适的合金。利用倒扭摆测试合金阻尼性能,万能实验机测试力学性能。结果表明:同18-8不锈钢相比,三种合金都具有显著的高阻尼性能;Fe-Cr-Mo合金的阻尼性能随着应变振幅增加而迅速增加,在1×10-4～2×10-4范围内出现峰值,随后又逐渐下降;Cu-Zn-Al合金的阻尼性能随着应变振幅的增加而增加,在2×10-4左右出现平台;Fe-Mn合金的阻尼性能随应变振幅的增加呈现线性增加趋势。Fe-Mn合金的综合力学性能最好,Fe-Cr-Mo合金次之,Cu-Zn-Al合金最低。

Y、Ta、Cr元素对Ni-10%Cu-10%Fe-10%Al合金在850℃冰晶石熔盐气氛中热腐蚀行为的影响

通过真空铸造得到Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu(质量分数)及分别添加0.8%Y、5.3%Ta和13.6%Cr(质量分数)的Ni-Fe-Al-Cu-X(X:Y或Ta或Cr)4种合金,采用熔盐腐蚀实验及SEM,XRD及EDX测试研究各合金在850℃静态冰晶石熔盐气氛中的腐蚀行为。结果表明:在850℃冰晶石熔盐气氛中,Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu合金表面形成的氧化物保护膜;由于氧的聚集、扩散,并在熔盐/氧化膜界面处发生O2+2e=2O2还原反应,而生成的O2与MeO反应生成MeO22,致使NiO和Al2O3等氧化物层疏松、多孔、易剥落;另外,氧化物保护膜也被熔盐挥发的氟化物通过物理化学作用而溶解,形成坑洞,腐蚀层呈现层叠状;添加0.8%Y和5.3%Ta可净化合金晶界,使腐蚀层中氧化产物更致密,提高合金抗冰晶石熔盐气氛腐蚀性能;添加13.6%Cr的Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu合金,其腐蚀层形成Cr2O3及NiCr2O4冰晶石结构的化合物,降低其他氧化物的活度,提高氧化膜的保护作用,该合金抗冰晶石熔盐气氛腐蚀性能最好。

二甲醚水蒸气重整制氢Cu-Zn-Al-Cr/ZSM-5双功能催化剂研究

用共沉淀耦合机械混合法制备Cu-Zn-Al-Cr/ZSM-5双功能催化剂,与Cu-Zn-Al/ZSM-5催化剂进行对比研究,并考察其在二甲醚水蒸气重整制氢反应中的催化性能,研究ZSM-5在二甲醚水解反应以及铜基催化剂Cu-Zn-Al-Cr在甲醇水蒸气重整制氢反应中的活性,同时采用热重、X射线衍射、H2程序升温还原等手段对催化剂的焙烧温度、物相结构、还原性能等进行分析。结果表明,Cu-Zn-Al-Cr/ZSM-5双功能催化剂的性能明显优于Cu-Zn-Al/ZSM-5催化剂,同时Cu-Zn-Al-Cr/ZSM-5双功能催化剂在二甲醚水蒸气重整制氢反应中有较好的低温活性和CO选择性,当反应温度为280℃,水醚比为7∶1时,二甲醚转化完全,氢气收率达到85.7%,反应温度低于240℃时,无CO生成;同时催化剂之间的耦合作用使Cu-Zn-Al-Cr/ZSM-5催化剂在较高温度下具有较好的活性和稳定性。

离子束辅助中频反应溅射 (Cr,Ti,Al)N薄膜的研究

为了提高工模具的服役性能,采用中频反应溅射,无灯丝离子源辅助的方法沉积了(Cr,Ti,Al)N多元硬质薄膜.分别用电子能谱、X-射线衍射、显微硬度计、划痕仪和干涉显微镜分析了薄膜的成分、相组成、硬度、膜/基结合力及膜层厚度.结果表明:用此法制备的薄膜为含有多相结构的(Cr,Ti,Al)N多元硬质膜,晶粒细小,沉积速率快,显微硬度高达35 GPa,结合强度高度达80 N,综合性能优异.

铜含量对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr-Yb超强铝合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法制备Al-Zn-Mg-xCu-Zr-Cr-Yb超强铝合金，通过金相显微镜和扫描电镜观察以及晶间腐蚀、剥落腐蚀与应力腐蚀等实验，研究Cu含量（0.8%~2.2%，质量分数）对该合金组织与性能的影响。结果表明：随Cu含量降低，合金的残余结晶相数量减少，力学性能提高，抗腐蚀性能先升高后降低。当Cu含量为1.3%时， Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr-Yb合金的综合性能最佳，抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为720.7 MPa，704.2 MPa和9.1%；应力腐蚀指数ISSRT=0.031。

磁控溅射制备CrMoAlN梯度薄膜的抗高温氧化性能

采用非平衡磁控溅射离子镀技术在M2工具钢和单晶Si表面沉积CrMoAlN梯度薄膜,并在静态空气中进行600、700、800、900℃的高温氧化实验。采用XRD、SEM、XPS、纳米压痕和划痕实验等研究,结果表明:CrMoAlN薄膜呈现与CrN相似的面心立方结构,主要以CrN、AlN和γ-Mo_2N形态存在。经800℃氧化2 h后,CrMoAlN薄膜基本保持常温时的晶体结构与力学性能。随着氧化温度继续升高,薄膜表层的MoO3加速挥发,破坏由Cr_2O_3和Al_2O_3组成的致密氧化层,薄膜表面出现细小孔隙,薄膜氧化程度加剧。经900℃氧化2 h后,CrMoAlN薄膜的力学性能和膜/基结合强度均出现明显下降。